- •Введение.
- •Первообразная. Неопределенный интеграл, его свойства.
- •Полагая
- •2. Интегрирование подстановкой.
- •3. Интегрирования по частям. Широко применяется метод интегрирования, называемый метод интегрирования по частям.
- •Поскольку в состав интеграла уже входит произвольная постоянная, то в нее можно включить и слагаемое c и в результате получим формулу интегрирования по частям
- •4. Таблица основных формул интегрирования.
- •По теореме о дифференцировании интеграла имеем
- •Заключение.
Полагая
,
найдем
![]()
Отсюда
.
2. Интегрирование подстановкой.
В этом разделе мы ознакомимся с чрезвычайно важным способом интегрирования - способом подстановки. Чтобы понять суть дела полезно рассмотреть несколько примеров.
Пусть требуется вычислить интеграл
(3)
Так
как cosxdx=d(sinx), то I можно переписать в виде
![]()
Введем
новую переменную z, положив sinx=z. Тогда
![]()
Остается
вернуться к старой переменной x, и мы
получим
![]()
Справедливость полученного результата легко проверяется дифференцированием.
Рассмотрим еще один пример. Пусть
(4)
Тогда
![]()
Введем новую переменную z, положив arctgx=z. Тогда
![]()
Остается
вернуться к старой переменной x, и мы
получим
![]()
Мы видим, что использованный прием дал возможность при помощи одной и той же формулы интегрирования вычислить столь разные интегралы как (3) и (4).
Вот еще один пример применения того же способа подстановки:
![]()
Положив
sinx=z, находим
![]()
Рассмотренные
примеры делают понятным следующее
правило, чтобы вычислить интеграл
![]()
надо
переписать I в виде

заменить
буквой z, что приводит к равенству
вычислить последний интеграл;
в полученном примере произвести обратную замену z на
.
Докажем, что это правило действительно приводит к истинному значению I. Для этого допустим, что
(5)
Тогда наше правило приводит к равенству
(6)
Чтобы
убедится в справедливости правила (6),
продифференцируем его правую часть.
Для этого применим правило цепочки,
положив
=z.
Тогда
.
Но
,
стало быть![]()
Поскольку получилась подынтегральная функция левой части равенства (6), то равенство верно.
Примеры.
В простых случаях введение новой переменной z производят в уме. Например
.
(7)
Аналогично
(8)
Формулы (7) и (8) полезно запомнить. Сходным приемом находим
![]()
Более общим образом
![]()
т.е. интеграл от дроби, числитель которой равен производной знаменателя, равен логарифму знаменателя.
Возвращаясь к правилу подстановки, выскажем его в более общей форме:
Чтобы вычислить интеграл, в котором независимой переменной служит x, можно перейти к другой переменной z, связанной каким- либо образом с x, выразив через z все подынтегральное выражение. После нахождения вновь полученного интеграла надо возвратиться к старой переменной x.
Приведем
пример на эту более общую формулировку
![]()
Положим
x=Rsinz. Тогда
откуда![]()
На основании известной тригонометрической формулы имеем:

Осталось перейти к старой переменной x
![]()
Используя эти преобразования можно с легкостью выписать решение.
3. Интегрирования по частям. Широко применяется метод интегрирования, называемый метод интегрирования по частям.
Пусть функции u и v – две функции аргумента x, имеющие производные. Как известно,
![]()
Это
равенство означает не что иное, как то,
что произведение uv будет первообразной
функцией для
.
Стало быть,
(9)
Но
ведь
,
и потому (9) можно переписать в виде
(10)
